Способ производства подката из заэвтектоидных сталей в бунтах большой массы

 

Сущность изобретения: заготовки прокатывают при температуре 1180-1200°С, и ускоренно охлаждают до температуры 680°С. Смотанные и охлажденные до комнатной температуры бухты нагревают до полного растворения избыточной карбидной фазы, охлаждают до ACi - (ACi + 40°С), выдерживают до полного растворения избыточных карбидов, и охлаждают до температур наименьшей устойчивости аустенита плюс 50°С с выдержкой до окончания перлитного превращения. Для исключения операции травления в про-, цессе нагрева смотанных бунтов осуществляют изотермическую выдержку в врсстановительной атмосфере при 500- 680°С до полного восстановления окалины . 1 з.п. ф-лы, 3 табл.

союз советских социАлистических

РЕСПУБЛИК

„„5Q „„1775195 А1 (st) s В 21 В 1/16

ГОСУДАРСТВЕННЫИ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

Ыщ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ --::, "-" / е

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ V 4 (Л

0 (Л (21) 4724048/02 (22) 26.07.89 (46) 15.11.92. Бюл. М 42 (71) Украинский научно-исследовательский институт специальных сталей, сплавов и ферросплавов (72) Г.И.Капланов, И.И,Сеглеев, Е.И.Яровой, А.В.Малько, Б.Ю.Зеличенок, Т.Н.Попова, В.А.Юров, А.М.Ереметов и Г,В.Лысов (56) ТТИ вЂ” 1.26-19-06-89. УкрНииспецсталь, r. Запорожье. (54) СПОСОБ ПРОИЗВОДСТВА ПОДКАТА

ИЗ ЗАЭВТЕКТОИДНЫХ СТАЛЕЙ В БУНТАХ БОЛЬШОЙ МАССЫ (57) Сущность изобретения: заготовки прокатывают при температуре 1180-1200 С, и

Изобретение относится к металлургии, преимущественно к производству горячекатаного подката из высокоуглеродистых и легированных сталей в бунтах большой массы, предназначенного для изготовления калиброванной и со специальной отделкой поверхности для холодной высадки стали, и может быть использовано при производстве подката из других, контролируемых на микроструктуру и обезуглероживание сталей, а также других видов металлопродукции.

Наиболее близким решением к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату является способ производства подката из заэвтектоидных сталей, включающий горячую прокатку заготовок, ускоренное охлаждение до заданной температуры, смотку в бунты, окончательускоренно охлаждают до температуры

680 С. Смотанные и охлажденные до комнатной температуры бухты .нагревают до полного растворения избыточной карбидной фазы, охлаждают до АС> - (АС1+ 40 С), выдерживают до полного растворения избыточных карбидов, и охлаждают до температур наименьшей устойчивости аустенита плюс 50 С с выдержкой до окончания перлитного превращения. Для исключения операции травления в про-, цессе нагрева смотанных бунтов осуществляют изотермическую выдержку в восстановительной атмосфере при 500680 С до полного восстановления окалины. 1 з.п. ф-лы, 3 табл, ное охлаждение на воздухе, сфероидизирующий отжиг в защитной атмосфере.

Недостатком известного способа является неравномерность поля температур в процессе охлаждения после прокатки и при термической обработке по сечению бунта большой массы, что приводит к неравномерности и несоответствию структуры зернистого перлита, остатков карбидной сетки, твердости предъявляемым требованиям. В результате не обеспечивается равномерность пластических свойств по длине профиля бунта.

Цель изобретения — повышение пластичности подката, упрощение процесса за счет исключения операции травления.

Указанная цель достигается тем, что в известном способе, включающем горячую

1775195 прокатку заготовок, ускоренное охлаждение до заданной температуры, смотку в бунты, окончательное охлаждение на воздухе, сфероидизирующий отжиг в защитной атмосфере, при этом перед сфероидизирующим отжигом осуществляют дополнительный нагрев до Асп (20-100)ОС, выдержку до полного растворения карбидной фазы, промежуточное охлаждение до Ас> (Ас1+

40 С), выдержку до полного выпадения избыточной карбидной фазы и охлаждение до интервала температур наименьшей устойчивости аустенита плюс 50 С (Тмин.уст.ауст. + 50 С) с выдержкой до окончас ния перлитнога превращения, причем дополнительный нагрев осуществляют с изотермической выдержкой в восстановительной атмосфере при 500-680 С до полного восстановления окалины.

Описываемый способ производства подката в бунтах большой массы иэ заэвтектоидных углеродистых и легированных сталей позволяет получать калиброванную сталь в мотках большой массы требуемого качества.

Способ .опробован при изготовлении промышленных партий подката диаметром

14-25 мм в бунтах массой до 2 т в объеме до

1000 т из подшипниковай стали ШХ15-В (Ас1 = 740-760 С, Ac> = 900 С, температура наименьшей устойчивости аустенита

620 С).

При отжиге одной иэ партий квадратные заготовки со стороной 150 мм длиной

8,5-12,0 м после сплошной абразивной зачистки поверхности нагревают в печи с шагающими балками да температуры

1180-1200 С в течение 1,0-1,5 ч и прокатывают на стане 250-6 комбината "Криворожсталь" на подкат диаметром 20 мм, После выхода из последней клети раскат охлаждают водой в установке ускоренного охлаждения до температуры 600-680 С; затем сматывают в бунты массой 1,50-1,85 т и охлаждают на пластинчатом конвейере до температуры цеха. Затем падкат в бунтах без предварительного травления атжигают в трехстопных газовых калпачковых печах с массой садки да 18,0 т.

Варианты осуществления сфероидизирующего отжига по предлагаемому способу приведены в табл, 1.

Исследование качества показало, что сталь, изготовленная па первому опыту, имела структуру зернистого перлита 1-2 балла, остатки карбидной сетки до 3 балла и обеэуглероживание до 1, изготовленная по второму опыту — структуру зернистого перлита 2 балла, остатки карбидной сетки

1-3 балла, обезуглероживание до 1, по третьему опыту — структуру зернистого перлита 2 балла, остатки карбидной сетки до 3 балла, обезуглероживание до 1 . Пластичность стали позволила увеличить скорость

5 волочения в 3-4 раза, обрывностьотсутствовала.

Сравнительные результаты оценки качества подката из стали ШХ15-В диаметром

20 мм, изготовленного по предлагаемому и

10 известному способам, с требованиями

ГОСТ 801-78 приведены в табл. 2.

Из данных табл. 2 следует, что подкат, изготовленный па предлагаемому способу, имеет более дисперсную и равномерную

15 структуру перлита (1-2 балла), менее грубые остатки карбидной сетки (1,0-3,0 балла) и более высокие пластические свойства. отношение предела текучести к пределу прочности 0,55, относительное удлинение 29,4о, 20 относительное сужение 57,3%, чем изготовленный по прототипу.

Изготовление подката диаметром 14-25 мм в бунтах массой до 2 т по прототипу не позволяет получить сталь с требуемыми пла25 стическими свойствами, равномерными по длине профиля, Квадратные заготовки со стороной 150 мм длиной 8,5-12,0 м после сплошной абразивной зачистки поверхности нагревают в

30 печи с шагающими балками до температуры

1180-1200 С в течение 1,0-1,5 ч и прокатывают на стане 260-6 комбината "Криворожсталь" на подкат диаметром 20 мм. После выхода из последней клети раскат охлажда35 ют водой в установке ускоренного охлаждения до температуры 680 С, затем сматывают в бунты массой 1,50-1,85 т и охлаждают на пластинчатом конвейере да температуры цеха. Затем подкат в бунтах

40 без предварительного травления отжигают в трехстопных газовых колпаковых печах с массой садки до 18,0 т по режиму: нагрев до

780 С в течение 10 ч, выдержка 2 ч, охлаждение да 720 С, изотермическая выдержка

45 при 720 С втечение 4 ч, замедленное охлаждение са скоростью 40 С/ч да 650 С, охлаждение на воздухе со снятым колпачком и муфелем.

Исследования показали неудовлетвори50 тельное качество стали: структура перлита была 1-4 балла с выпадами да 5-7 балла, остатки карбидной сетки до 3,5-4,0 балла, обеэуглероживание достигало 2 Иэ такога падката невозможно получить калибра55 ванную сталь в холоднотянутом виде без обтачки, поэтому бунты. подвергали обточке с последующим волачением, при этом расходавалась в стружку до 15 металла, Кроме того, такую калиброванную сталь необходима вновь подвергать сфероидизирующему

1775195

Таблица 1

Этапы отжига

Пример

Температура при первом перлитном превраении, С

Температура выдержки при восстановлении окалины, C

Температура второй выдержки в аустенитной области, С

Температура первой выдержки в аустенитной области, С

780

680

880

670

П р и м е ч а н и е; выдержка при восстановлении окалины составила 6 ч, первую выдержку в аустенитной области проводили в течение 2 ч, вторую выдержку — в те-.. - чение 10 ч, выдержка при первом перлитном превращении составила 1 ч.

Таблица2

Известный способ

Требования ГОСТ

801-78

Предлагаемый способ

Показатели качества по ката

1,0 — 4,0 остатки до

3,0

1.0 — 4.0 остатки до

3,5 — 4,0

1,0 — 2.0 остатки до

1,0 — 3,0

Перлит, балл

Карбидная сетка, балл

Обезуглероживание, мм а т. мм

Твердость

НВ

Предел прочности, МПа

Предел текучести, МПа

0,14 — 0,20

4,5 — 4,3 до 0,40

4,5 — 4,2 до 0,40

4,5 -4,2

179 — 207

179 — 207

179 — 197

660

656 не контр. не контр.

390

360 отжигу взамен требуемого по технологии рекристаллизационного.

Преимущества предлагаемого способа очевидны также при сравнении равномерности свойств в подкате, изготовленном по известному и предлагаемому способам (табл,3).

Из табл.3видно,,что по предлагаемому способу диапазон отклонений по твердости, пределу прочности, удлинению и сужению ниже, чем по известному способу, что свидетельствует о том, что металл имеет более равномерные свойства по длине, это позволяет деформировать его без обрывности при волочении.

Таким образом, испытания предложенного способа в промышленных условиях показали его преимущества при производстве подката из зазвтектоидных сталей в бунтах большой массы в сравнении с существующим способом (прототипом).

Формула изобретения

1. Способ производства подката из заэвтектоидных сталей в бунтах большой массы, включающий горячую прокатку заготовок, ускоренное охлаждение до заданной температуры, смотку в бунты, окончательное охлаждение на воздухе, сфероидизиру5 ющий отжиг в защитной атмосфере. о т л ич а ю шийся тем, что, с целью повышения пластичности подката, перед сфероидизирующим отжигом осуществляют дополнительный нагрев до Acm.- (2С - 100)"С, 10 выдержку до полного растворения карбидной фазы, промежуточное охлаждение до

Ac> - (Ac> + 40 С) выдержку до полного выпадения избыточной карбидной фазы и охлаждение до интервала температур на15 именьшей устойчивости аустенита плюс

50 С с выдержкой до окончания перлитного превращения, 2, Способ по п.1, отличающийся тем, что, с целью упрощения процесса эа

20 счет исключения операции травления, дополнительный нагрев осуществляют .с изотермической выдержкой в восстановительной атмосфере при 500-680 С до полного восстановления окалины, 1775195

Продолжение табл. 2

Таблица 3

Составитель Г. Капланов

Техред M.Mîðãåíòàë Корректор 3. Салко

Редактор

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101

Заказ 4008 Тираж Подписное

ВНИЙПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35. Раушская наб., 4/5